Language
Динамический 18F

Блог

ДомДом / Блог / Динамический 18F
search

Jul 15, 2023

Порфирин кобальта(II) со связанным имидазолом для эффективного восстановления кислорода и электрокатализа выделения.

Aug 21, 2023

Рынок акриловой эмульсии к 2028 году будет стоить $16,6 млрд.

Jul 21, 2023

Высокоэффективная схема подготовки библиотеки из одного

Jun 13, 2023

Антибиотики в клинической разработке по состоянию на декабрь 2022 г.

Jun 29, 2023

Применение Zr

Отправьте запрос
ПРЕДСТАВЛЯТЬ НА РАССМОТРЕНИЕ

Jun 11, 2023

Динамический 18F

Nature Communications, том 13, номер статьи: 7974 (2022) Цитировать эту статью 3469 Доступов 5 Цитирований 356 Подробности Altmetric Metrics Претоманид представляет собой нитроимидазольный противомикробный препарат, активный в отношении

Nature Communications, том 13, номер статьи: 7974 (2022) Цитировать эту статью

3469 Доступов

5 цитат

356 Альтметрика

Подробности о метриках

Претоманид представляет собой нитроимидазольный противомикробный препарат, активный против лекарственно-устойчивых микобактерий туберкулеза и одобренный в сочетании с бедаквилином и линезолидом (BPaL) для лечения туберкулеза легких с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ). Однако проникновение этих антибиотиков в центральную нервную систему (ЦНС) и эффективность режима BPaL при лечении туберкулезного менингита точно не установлены. Важно отметить, что отсутствует эффективное лечение туберкулезного менингита, вызванного штаммами МЛУ, что приводит к высокой смертности. Мы разработали новые методы синтеза 18F-претоманида (химически идентичного антибиотику) и выполнили межвидовую позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ) для неинвазивного измерения профилей концентрации претоманида во времени. Динамическая ПЭТ на моделях туберкулезного менингита на мышах и кроликах демонстрирует превосходное проникновение претоманида в ЦНС, но уровни спинномозговой жидкости (СМЖ) не коррелируют с уровнями в паренхиме головного мозга. Бактерицидная активность режима BPaL на мышиной модели туберкулезного менингита существенно уступает стандартной туберкулезной схеме, вероятно, из-за ограниченного проникновения бедаквилина и линезолида в паренхиму головного мозга. Наконец, первая динамическая ПЭТ с 18F-претоманидом у человека у шести здоровых добровольцев продемонстрировала превосходное проникновение претоманида в ЦНС со значительно более высокими уровнями в паренхиме головного мозга, чем в спинномозговой жидкости. Эти данные имеют важное значение для разработки новых методов лечения антибиотиками туберкулезного менингита.

Туберкулез (ТБ) остается одним из ведущих случаев смерти от одного инфекционного агента1, а туберкулезный менингит является наиболее разрушительной внелегочной формой, особенно у молодых людей с ослабленным иммунитетом2,3,4. Растет число случаев туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ), вызванного микобактерией туберкулеза, устойчивой к антибиотикам первого ряда (т.е. изониазиду и рифампицину). Туберкулезный менингит, вызванный штаммами с МЛУ, связан с высокой смертностью5,6,7, а лекарственная устойчивость является независимым предиктором смерти8. В недавнем ретроспективном когортном исследовании среди 237 пациентов с туберкулезным менингитом смертность была значительно выше среди пациентов с лекарственно-устойчивым заболеванием (67%), чем среди пациентов с лекарственно-чувствительным заболеванием (24%, P < 0,001)9. Более того, смертность была значительно выше (скорректированный коэффициент риска 7,2) у пациентов с лекарственно-устойчивым туберкулезным менингитом через 90 дней после начала лечения (P <0,001). Поэтому для борьбы с этой угрозой общественному здравоохранению срочно необходимы новые лекарства и более эффективные методы лечения МЛУ-ТБ. Претоманид (ранее PA-824) представляет собой небольшую молекулу, принадлежащую к классу антимикробных препаратов нитроимидазола, одобренную Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) в 2019 году для лечения легочного МЛУ-ТБ в сочетании с бедаквилином и линезолидом (BPaL). - бедаквилин, претоманид, линезолид)10. Претоманид активен как в отношении реплицирующихся, так и нереплицирующихся M.tuberculosis, что способствует его превосходной бактерицидной активности11,12,13,14.

За некоторыми исключениями, текущие рекомендации по дозированию антибиотиков основаны на концентрациях в плазме без информации о концентрациях препарата в месте инфекции. Поскольку несоответствующие уровни антибиотиков в тканях-мишенях могут привести к отбору резистентных микроорганизмов, токсичности или повреждению органов и, в конечном итоге, к неэффективности лечения, все большее число исследований и FDA США все чаще поддерживают измерение концентраций антибиотиков в инфицированных тканях15. Поэтому мы разработали клинически переводимые технологии на основе позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) для неинвазивных, одновременных и объективных многокамерных измерений in situ кривых зависимости концентрации антибиотика от времени у животных и людей16,17,18. В этом исследовании мы сообщаем о разработке 18F-претоманида в качестве инструмента молекулярной визуализации для неинвазивной оценки биораспределения препарата в организме (рис. 1) с использованием детальных исследований на животных на моделях туберкулезного менингита на мышах и кроликах17,19,20. Короче говоря, инфицированным животным проводят динамическую ПЭТ/компьютерную томографию (КТ) с 18F-претоманидом для получения кривых время-активность (TAC) и площадей под кривой (AUC) путем количественного определения сигнала ПЭТ в интересующих объемах (VOI). Посмертная авторадиография и гистология также выполняются на всех моделях животных. Учитывая неизвестный потенциал схем, содержащих претоманид, для лечения туберкулезного менингита, схемы лечения бедаквилином (B), претоманидом (P) и линезолидом (L) тестируются на мышиной модели туберкулезного менингита20. Масс-спектрометрия и традиционные микробиологические методы используются для оценки внутрипаренхиматозных уровней лекарственного средства и бактерицидной эффективности (бактериальная нагрузка, определяемая количественно с помощью колониеобразующих единиц [КОЕ]) в продольном направлении. Радиосинтез 18F-претоманида в соответствии с действующей надлежащей производственной практикой (cGMP) облегчает трансляцию на человека, а первые динамические исследования 18F-претоманида на людях проводятся в соответствии с рекомендациями FDA США.

98%. While this method allowed the radiosynthesis of 18F-pretomanid for animal studies, the use of dichloroethane precluded its clinical translation. Therefore, we tested alternative reaction solvents to translate the synthesis of 18F-pretomanid under cGMP conditions which unfortunately significantly reduced RCY. However, automated cGMP synthesis of 18F-pretomanid was successful under microwave irradiation at 100 watts for 10 min (reaching 120 °C) in dimethylformamide in the absence of silver salts, despite previous reports that catalyst-free thermal activation had been unsuccessful for the preparation of 18F-labeled aryl-OCF3 compounds. Under these conditions, 18F-pretomanid was obtained in 5.7 ± 0.3% n.d.c. yield and a specific activity of 68 ± 2 GBq/µmol. HPLC analysis showed ≥95% radiochemical purity and a single peak corresponding to the 19F-reference pretomanid in the UV chromatogram (Fig. S3)./p>90%) in mouse, rabbit, and human serum at 37 °C for three hours. Defluorination was not observed. Pretomanid is known to be highly protein bound (~86%) in human plasma22. When incubated with mouse, rabbit, and human serum at 37 °C, the protein binding level of 18F-pretomanid was 75–77% in healthy human, 78–80% in healthy rabbit, 80–83% in M. tuberculosis-infected rabbit, 75–80% in healthy mouse, and 74–78% in M. tuberculosis-infected mouse sera (Table S1). Overall, 18F-pretomanid had similar protein binding (74–83%) to unlabeled pretomanid, and no significant differences were found between species over time. 18F-Pretomanid experimental LogD7.4, which represents its distribution coefficient at physiological pH, was 1.9 ± 0.1, which is only a 0.4 Log decrease when compared to unlabeled pretomanid23. Thus, 18F-labeled and unlabeled pretomanid are expected to have similar tissue partitioning. Whole-body biodistribution of 18F-pretomanid was measured in mice with experimentally-induced pulmonary TB utilizing PET/CT and gamma counting (Fig. S4). Upon intravenous injection, 18F-pretomanid rapidly distributed to all major organs, which was also confirmed by post-mortem biodistribution quantification by gamma-counting (Fig. S4a, b). The activity in the bone was low and did not substantially increase over time which indicates that defluorination did not occur in vivo (Fig. S4c). Similar to the parent drug, 18F-pretomanid underwent both renal and hepatobiliary excretion (Fig. S4d). Low uptake was observed in muscle and high uptake was found in brown adipose tissue (BAT), which cleared within hours (Fig. S4e). Spatial distribution with ex vivo autoradiography in the mouse model of pulmonary TB showed reduced uptake of 18F-pretomanid in lung lesions compared to unaffected lung (Fig. S4f). The upper-body biodistribution of 18F-pretomanid was also measured in rabbits showing similar findings as in mice (Fig. S5)./p>1]. However, in vivo 3D PET/CT and 2D ex vivo autoradiography in the mouse model of TB meningitis showed reduced uptake of 18F-pretomanid with filling defects at the center of the brain lesion (visible in live animals with 18F-FDG PET/CT and ex vivo histopathology, respectively) (Fig. 3a, b). AUC ratio (brain/plasma) was 1.35 (median; IQR, 0.81–1.52) in brain lesions and 1.56 (median; IQR, 1.22–1.69) in unaffected brain regions (Fig. 3c, d). Similar findings were noted in a rabbit model of TB meningitis (Fig. 3e–h), with median AUC ratio (brain/plasma) of 1.87 (IQR, 1.66–4.63) into brain lesions and 2.75 (IQR, 1.64–5.73) into the unaffected brain./p>1.5) at the start of treatment (and remained high (>1) after two weeks of treatment (Fig. 4e). Brain parenchymal and CSF drug and metabolite levels were also measured by mass spectrometry, which demonstrated discordant penetration into the brain parenchyma and CSF compartments (P = 0.002, Fig. 4f–h and Table S3). While linezolid levels were higher in the CSF compared to the brain parenchyma, both pretomanid and bedaquiline levels were higher in the brain parenchyma compared to the CSF. Bedaquiline rapidly undergoes N-demethylation in vivo to form a metabolite (M2), which is also active against M. tuberculosis. We found that M2 levels (albeit still low) were higher in the brain parenchyma than the parent drug (Table S3)./p>1 (Fig. 5 and Fig. S8). Additionally, and similar to the findings in the animal models, 18F-pretomanid exposures were compartmentalized with significantly lower penetration noted in the CSF (ventricles), compared to the brain parenchyma (Fig. 5; P = 0.018)./p>1] even after initiation of treatment with dexamethasone-containing regimens, which decreases BBB permeability./p>95%) using cGMP by the Johns Hopkins PET Radiotracer Center. Written informed consent was obtained from all healthy volunteers and deidentified images were analyzed. All subjects had a physical exam by a trained physician and screening laboratory tests before imaging to confirm eligibility. Each subject received an intravenous bolus of 359.52 ± 2.79 MBq of 18F-pretomanid followed by dynamic PET utilizing a multi-bed protocol immediately after tracer injection (0–60 min) and 180 min after tracer injection (180–210 min) using Siemens Biograph mCT 128-slice scanner. All subjects were assessed for adverse events immediately after the completion of the imaging studies and via a follow up telephone interview at 20–25 days after the imaging studies. A trained radiologist also evaluated the CT images for all subjects to assess for any anatomic abnormalities./p>